Draft n互通性爭議四起 晶片業者忙測試 確保產品相容與互通

自2004年，無線區域網路(WLAN、WiFi)新標準802.11n便已開始發展，該標準一路走來紛爭不斷，至今仍無法定案，唯一可確定的是多重輸入多重輸出(Multiple Input and Multiple Output, MIMO)技術將是必備規格。原本針對11n提出的草案甚多，最後由WWiSE與TGn Sync兩大組織出線。但由於隸屬於WWiSE組織的Airgo擁有優異的MIMO技術，並推出高效能的解決方案，鋒芒畢露，因此引發國際大廠的緊張情緒，英特爾索性登高一呼，邀博通(Broadcom)、Atheros、Marvell、科勝訊(Conexant)等重要大廠另起爐灶，組成增強無線聯盟(Enhanced Wireless Consortium, EWC)，與Airgo對抗。最後，當然是EWC組織的提案雀屏中選，成為現今.11n草案(又稱Draft n)的基礎，IEEE工作小組也展開一連串草案修改、制訂、表決的發展時程。  

.11n草案規格引爭議  

然.11n標準發展並非自此漸入佳境，2006年5月第一次投票表決結果，在參與投票的435人中，有高達53%持反對票，IEEE工作小組也收到 12,277個批評意見，雖然目前針對這些已解決一部分，但原訂於2006年9月再次投票，預計將延遲至2007年1月才舉行，.11n草案的發展進度可謂遭遇重重阻礙。但博通家庭無線網路事業群副總裁暨總經理Michael Hurlston(圖1)卻認為，.11n草案的相關規格正逐漸朝標準化的方向邁進，該公司深信IEEE工作小組將能在預期時間內完成作業，當然可預期地，在編審過程當中，一定會產生許多意見，不過實際上，.11n草案標準發展至今，已比當初同時期802.11g標準制訂情形更加成熟，要歸功於EWC組織的廣泛合作，因為EWC組織針對先進的WLAN標準所需的關鍵技術元件已發展出共識。  

目前IEEE工作小組討論的重要規格是2.4GHz頻段中40MHz的傳輸作業問題，Atheros技術行銷經理Winston Sun表示，主要原因是顧慮到傳統裝置(只使用20MHz)如何可受到11n 40MHz傳輸的保護，如同傳統標準，在占據20MHz頻道前，必須先指定未占用通道評估(CCA)，在選用的40MHz傳輸中，占據額外的20MHz 時，也必須有類似的條件，而該公司相當支持40MHz的傳輸，因為它能加倍傳輸速度，但前提是必須提供傳統網路足夠的保障，Atheros也在其推出的 Draft n晶片解決方案當中，在40MHz模式的部分採用CCA。科勝訊無線網路策略技術部門副總裁Jim Petranovich(圖2)進一步提出，在.11n草案中有太多非必要性的規範，如40MHz展頻或空間串流等，屬於有價值的部分，然而，有些卻會造成晶片設計的困難，尤其是多通道的規範，即造成互通性上的困難，例如在標準中，有至少8種不同的(非必要)通道可以執行波束形成，但是在這些方法中沒有兩個可以互通無誤。  

Draft n相容11n尚無定論  

雖然.11n標準制訂尚處於進行式，有許多問題仍待解決，但少數原隸屬於EWC陣營的晶片廠商已大張旗鼓推出Draft n晶片解決方案。Hurlston即表示，博通並不認為最終版的11n標準會和現在的草案版本有太大的出入，根據目前掌握的資訊，該公司相信採用 Draft n技術開發的產品將能夠與最終版本的標準相容，再說，WiFi聯盟已宣布將在最終的802.11n標準決議前，以現有的Draft n產品與功能推出一個Draft n驗證計畫，同時，華碩對於現有規格的成熟度也深具信心，因此宣布一個升級計畫，保證802.11n標準與博通的Intensi-fi Draft n產品相容。  

Hurlston進一步表示，雖然Draft n產品的推出招致一些批評報導，大致上我們認為該爭議並沒有根據，原始草案接收到的意見，IEEE工作小組正努力地一個個解決，同樣的，博通也繼續監測整個情況，持續針對Draft n解決方案提出調整與改善，俾使運作效能盡善盡美，至目前為止，.11n草案規格與IEEE現正著手的文件之間的變動，對於升級任何Intensi-fi 產品以便和Draft n產品相容，尚未看到不良的影響。  

Atheros也深信其Draft n解決方案將能與最終定案的802.11n規格互通，Sun表示，儘管已有數千個技術評論問題獲得解決，至今.11n草案的基本操作模式並未有任何技術變更，可見此草案極度穩定，目前所做的變更主要都在修正細節，當然，也不影響使用Atheros XSPAN技術的產品，該公司的晶片組內建可編程的設計，具有彈性，客戶能透過可下載的韌體升級產品，對規格進行小部分的更動，另一方面，已有多家領導零售商推出Draft n產品，個人電腦原始設備製造商(Original Equipment Manufacturer, OEM)也將於秋季推出Draft n產品，可見.11n草案已漸獲得市場支持。不過，Sun不諱言，解決技術評論問題的進展確實比預期來得慢。Marvell也支持軟體升級方式， Marvell產品行銷總監卓志杰表示，目前.11n草案主要的爭議皆屬軟體範圍內，硬體架構將不再改變，已出貨的Draft n產品日後透過軟體即可升級。  

Sun並指出，想改變硬體架構，必須通過75%的投票同意才能做出重大技術變動，而這種情況不太可能發生，在最近一次的IEEE會議中，任何重大技術變動所獲得的最大支持度僅有38%。  

雖然已推出Draft n產品的廠商皆表達對現今11n草案深具信心，但部分廠商也語帶保留，Hurlston表示，IEEE工作小組正在彙集各方廠商意見，而每一個意見確實都可能改變草案標準，但該公司不希望在2006年1月決議的草案規格中，獲得一致通過的技術基礎出現實質的變動。此外，華碩提出的升級計畫內容也包括硬體升級，代表華碩也認為改變硬體架構有其可能性。  

尚未進軍.11n市場的意法半導體大中華區無線產品事業部經理張紹能(圖3)表示，Draft n產品不見得可以向下相容，透過軟體升級的方式並不適用於所有情況，若僅利用韌體、軟體即能輕易升級，現在所有的WLAN晶片商皆可大膽放手一搏、大力推廣Draft n，而不是多數晶片商仍持保留態度、堅持等最終版本底定，因此可預期未來最終版本的標準與現在Draft n標準的產品在硬體架構上仍有差異，甚至也可能出現最終版本標準的規格與目前某家廠商的Draft n晶片規格完全一致的情況。  

身為EWC組織主要廠商之一的科勝訊至今仍未推出Draft n晶片解決方案，與其他EWC主要廠商相較，該公司的態度稍顯保留。Petranovich表示，該公司不確定目前市面上的Draft n相關晶片是否具備與尚未開發之未來標準間的良好相容性，由於投票工作將於2007年1月開始進行，科勝訊希望IEEE 802.11n工作小組能夠儘速在2月或3月時，通過正式的802.11n草案，不過，就算草案通過並由IEEE正式宣布，仍然不是最後的標準規格，因為在完成標準制定之前，IEEE必須完成許多複雜的程序，在此過程中，IEEE的任何成員可以隨時改變草案內容，不過，可預期的是，在草案通過並宣布後，針對內容的改變將會越來越少，且一旦IEEE公布草案，加上WiFi聯盟開始定義哪些是依然符合草案規範的產品之後，這些機制能夠協助較早推出的Draft n產品與.11n最終版本的標準產品之間的相容性。  

Draft n晶片解決方案紛紛上市  

目前包括博通、Atheros、Marvell等廠商都已推出符合11n草案的Draft n晶片解決方案(表1)。資策會MIC產業分析師施雅茹指出，2006年第二季時，Draft n市場表現相當亮眼，在晶片廠商部分，以博通的成績最佳，該公司累積出貨量超過100萬顆。  

Intensi-fi出貨量創佳績  

博通的產品稱為Intensi-fi Draft n解決方案，該解決方案內含一顆MAC/基頻晶片與一顆無線收發晶片，可以根據各種高速無線應用需要進行配置。  

Hurlston表示，正由於解決方案的特點與無線收發的功能，Intensi-fi晶片組的TCP效能根據不同處理器與系統組態，在現實生活中高達 120～190Mbit/s，超越任何WLAN晶片組，此外，博通還推出網路處理器，可協助其客戶在設計無線路由器時，在成本與效能之間取得最佳的平衡。  

在客戶方面，Hurlston表示，近來許多WLAN設備的領導廠商包括Linksys、戴爾(Dell)、Netgear、宏碁、華碩與Buffalo 等，相繼推出採用博通Intensi-fi Draft n解決方案的路由器與筆記型電腦，雖然博通並未對外公布確切的營收狀況，但在2006年7月時，該公司Intensi-fi晶片組的出貨量已超過100萬顆，同時，根據市場調查公司NPD的統計，在美國零售市場售出的Draft n產品當中，幾乎高達七成皆是以博通的Intensi-fi為解決方案。  

Atheros推三射頻單晶片  

Atheros則採取獨特的XSPAN技術研發11n草案產品，該公司利用低成本、複雜的CMOS射頻解決方案的能力，並以訊號持續技術(SST)的獨特射頻架構提供較佳的傳輸速率與覆蓋範圍，推出相容於.11n草案、業界唯一的三射頻單晶片MIMO解決方案AR5008。Sun表示，該解決方案能確保跟相鄰網路分享頻譜資源達最理想效果，因此與傳統802.11a/b/g規格的設備之間具有卓越的相容性，使用者可享受較佳的無線體驗。  

Atheros在2006年第二季初與友訊合作推出首款產品，不久，Belkin、Linksys與TRENDnet也隨即推出根據XSPAN技術的產品，此外，該公司也獲得另一家全球領導零售商的青睞，預期上述產品將在第四季問市。Sun並指出，有三家個人電腦OEM也選擇Atheros做為其筆記型電腦的802.11n草案標準解決方案供應商，這些客戶基於該公司獨特的三射頻SST技術(個人電腦OEM實作2x3以達到電源管理上的優點)而選擇 Atheros，因為該技術能提供覆蓋範圍與傳輸速度的最佳組合。  

此外，Atheros並預期個人電腦OEM將於2006下半年開始出貨架構於PCI Express之上的Draft n解決方案，這將進一步推廣Draft n技術，其他廠商應該會隨即跟進。2006年第二季時，Atheros基於XSPAN技術的Draft n解決方案營收已達總營收的13%。不過，卓志杰指出，Atheros未提供中央處理器(CPU)，因此組合產品較少。  

為了進一步刺激買氣，預期在2006年第四季，Atheros將推出降價版本的晶片解決方案。  

Marvell提供多種產品組合  

博通的中央處理器採用MIPS架構，與博通不同，Marvell的中央處理器採用ARM架構，且支援超高速乙太網路(Gigabit Ethernet, GbE)，同時，由於Marvell擁有電源產品線，因此可在Draft n晶片解決方案中加入電源功能，提供開發套件，此外，該公司還針對網路卡介面提出Darft n USB解決方案，該解決方案將USB控制器整合在系統單晶片(SoC)中，成為SoC+射頻的雙晶片組合。卓志杰表示，目前Darft n USB解決方案獲得原始設計製造商(ODM)採用的比例甚高，客戶都已進入設計開發階段，近期可看到相關產品上市。  

在客戶方面，卓志杰表示，目前在市面上已可買到採用Marvell Draft n晶片解決方案的產品，包括Linksys及Netgear品牌的接取點、網路卡及路由器等產品。  

業者布局.11n晶片市場策略分歧  

除了上述廠商，其他大部分WLAN晶片廠商在推出Draft n晶片解決方案上稍嫌落後，這些業者對於布局.11n市場另有見解。Petranovich表示，現階段，究竟要依照某些廠商的期望推出產品，或者為消費者提供兼具效能及互通性的產品，原本就是一個複雜而兩難的情況，由於目前市場上尚未出現一個正式的機制，能夠明確定義出裝置間的互通性，在尚未通過互通性測試的情形下，已推出的產品中，有些能夠順利互通，有些卻不行，因此，科勝訊認為最好通過WiFi聯盟或其他的第三方組織認證之後，才為市場提供確保兼具產品效能與互通性的產品。  

即便如此，科勝訊仍不願喪失搶攻市場先機的機會，該公司也正遵循.11n草案規範，針對各種市場開發新的晶片組。Petranovich表示，該公司預計將在2006年提供產品。  

至於放棄個人電腦/筆記型電腦、轉戰手機市場的意法半導體則打算等到最終標準塵埃落定，推出11n晶片解決方案。張紹能表示，在布局手機應用的 802.11n解決方案上，意法半導體將在2007年底推出STLC8600單晶片解決方案，支援802.11a/b/g/n，且完全遵循802.11n 最終標準，預期最佳資料傳輸率(Throughput)為50Mbit/s。  

Airgo強調產品效能  

在Draft n產品粉墨登場後，被排除在EWC組織外的Airgo亦不甘示弱，積極推廣其第三代MIMO技術(此技術並不符合.11n草案)，由於其效能優異(圖 4)，獲得不少客戶青睞。Airgo產品行銷總監Dave Borison(圖5)表示，目前市面上所見到的Draft n晶片解決方案效能欠佳，該公司並預期在.11n草案趨於穩定之際，推出符合草案規範的第四代晶片解決方案，可望成為Draft n晶片的龍頭廠商。目前Airgo第三代晶片解決方案的價格約15～20美元。  

卓志杰則表示，Airgo的產品效能確實令人讚賞，但小蝦米難以對抗大鯨魚，就既有WLAN市場的市占率來看，博通、Atheros及Marvell三家廠商已超過80%的市占率，而Airgo太早將優異的技術攤在陽光下，導致大廠另結聯盟抵制它的發展，此外，目前Airgo的第三代晶片解決方案是非標準、專屬性(Proprietary)的產品，未來將無法獨立生存，即便該公司未來推出符合.11n草案標準的第四代產品，因該公司的產品線薄弱，想攻入 Draft n晶片市場仍是一場硬仗。  

為了澄清Airgo的說詞，Sun表示，目前已有許多家媒體進行過獨立測試，每個評論者都是從市面上無數的MIMO產品取樣進行測試，而接受測試的相同產品，在不同的評論結果中往往有不同的效能評比，這只能說明無線通訊系統效能的評定測試，跟產品接受測試的環境高度相關，例如Wall Street Jouranl所發表的測試結果顯示，採用Atheros Draft n解決方案的產品，效能比採用博通解決方案的產品高。  

Sun進一步指出，Atheros使用訊號持續技術，在三道空間不同的訊號路徑上同時進行傳輸，以及透過接收器處理訊號，同時整合來自三個接收器的資訊，因而大幅增加連結可靠性與傳輸速度，光是改用數量較小的發射器與增加天線的作法，是無法達到如此可靠性。  

博通在2006年8月完成一項最新測試，該公司在位於美國加州聖荷西一處面積4,000平方公尺的獨立住宅中進行測試，在此住宅中可偵測到附近有7個無線路由器，其中5個位於第6頻道。在產品與設定方面，博通以現成的產品搭配(廠商各自提供的路由器/客戶端電腦)，並從廠商網站上下載最新版韌體，更新產品，同時，維持所有基本設定(意未採安全防護)，將所有產品都設定在第6頻道運作，使用40MHZ通道頻寬，並在一台配置WindowsXP的戴爾 Latitude D610電腦上安裝所有電腦網路卡。  

接著，將路由器置於二樓主臥室(圖6)，並將電腦移至屋內7處固定位置上(分別位於一、二樓)，再使用Chariot的高效能傳輸速率(High Performance Throughput)測試腳本產生與測量二個雙向的空間資料串流(上行與下行資料)，最後，將三個測試數據平均以便推出結果。Hurlston表示，測試結果顯示(圖7～9)，Intensi-fi產品近距離傳輸速度為120Mbit/s；而在距離45呎、穿過多面牆壁的情況下，傳輸速度為 50Mbit/s，這是一般家庭常見的距離，此外，Intensi-fi的效能表現比802.11g至少高出六倍，也超越未標準化的MIMO產品，該測試的系統配置包含一個10/100乙太網路連結，所測出的最佳效能水準具代表性，因為按照博通產品規格的描述，如果採用超高速乙太網路(Giagabit Ethernet, GbE)，傳輸速度則可能高達170～190Mbit/s。  

互通性測試緊鑼密鼓展開  

除了效能，Draft n產品最為人所詬病之處即在於互通性，因此Draft n晶片廠商亦快馬加鞭進行彼此產品的互通性測試，Hurlston表示，博通的成功是來自於產品可和不同品牌、多種晶片組的產品相互搭配，因此互通性是博通發展產品時的首要考量，而採用該公司Intensi-fi的產品在100Mbit/s傳輸量之下時，可以與Atheros Draft n晶片組的產品互通，另外，博通也積極和其他公司進行類似的測試，待結果出爐，將對外公布。  

除了博通大力提倡之外，業界也推出確保Draft n產品之間相容性的計畫，WiFi聯盟於8月29日宣布，將在2007上半年開始確保Draft n產品的共通性。當802.11n標準完全確立後，WiFi聯盟也將保證Draft n產品和符合最終標準產品之間的共通性，Hurlston表示，這項行動勢必為消費者的購買意願注入一劑強心針，讓消費者願意在規格確立前購買Draft n產品。  

卓志杰也表示，由於IEEE採用EWC陣營所提出的規格草案，包括博通、英特爾、科勝訊、Atheros、Marvell等五家主要廠商皆依此草案開發產品，所以產品間的互通性沒有問題，自7月以來，Marvell亦與博通、Atheros做過多次彼此Draft n接取點與網路卡間的互通性測試，該測試比起台北COMPUTEX展中博通與Atheros合作進行的互通性測試更加嚴謹，測試內容包括上下傳串流、延遲時間(Latency Timing)、最佳傳輸速率等。  

搶攻網通/消費性電子產品市場  

目前Draft n產品銷售市場(表2)主要在北美地區，以網通產品為主，博通主攻筆記型電腦及路由器市場。Hurlston表示，目前來說，筆記型電腦為最受歡迎的 Draft n終端裝置，從戴爾與宏碁相繼對外宣稱主流的筆記型電腦將支援Draft n標準後，市場上將會有更多的WLAN電腦從802.11g轉而支援Draft n，除此之外，用戶期待購買Draft n路由器後，能夠大幅改善家用無線環境的傳輸速度與覆蓋率，根據NPD發表的數據指出，Draft n路由器的銷售量已經超過未標準化的MIMO產品，正可看出此一趨勢，當家中配置Draft n路由器，可連結家中影音娛樂設備，將高畫質的影像傳送到家中每個角落。  

除了網通產品外，Atheros還看到消費性電子產品商機。Sun表示，Draft n有兩項應用值得一提：其一為相較於傳統的802.11a/b/g解決方案，11n草案技術提供更可靠(即高傳輸速率)的全屋覆蓋率，曾經在家中體驗過訊號死角或覆蓋範圍有限的消費者，或是想要在家中角落處仍享有高頻寬的人，將能充分享受Draft n路由器、介面卡與筆記型電腦的優點；另一為渴求頻寬的消費性電子產品，例如高畫質(HD)視訊播放機、媒體伺服器與多人遊戲機等。  

Sun解釋，即使產品具有最完善的視訊編解碼器，在傳輸至少兩道視訊、同時支援現有家庭無線網路時，住宅各處仍必須有30M～40Mbit/s的TCP/IP傳輸速率，而採用802.11g技術的產品僅能提供15M～20Mbit/s。  

Marvell將目標市場分成自有品牌通路市場(Retail Market)、個人電腦OEM及中小企業(Small-to-medium Sized Business, SMB)市場三大部分，卓志杰表示，目前以自有品牌通路市場發展速度較快，個人電腦OEM及中小企業市場的發展腳步較慢，未來當11n產品進軍數位家庭時，選擇2.4GHz或5GHz頻寬將是一大考量。  

11n手機需求未現  

除了上述產品，WiFi手機也是未來極具成長力的市場之一，根據研究機構報告數據顯示，預期在2009年時，802.11n的最大應用市場將是消費性電子產品，占23%，其次為個人電腦占21%，手機則占有20%。  

不過，現階段WiFi手機正處於起步階段，並以11b/g標準為主流，張紹能表示，目前具有WLAN功能的手機占手機整體市場比重仍相當低，較具驅動性的應用是Skype、非授權行動接取(UMA)，事實上，802.11b/g已可滿足語音功能對於頻寬的要求，導致手機對於802.11n的需求未現，未來當手機影像傳輸需求量明顯增大後，或許802.11n有機會進入手機市場，但重點仍在於必須找到殺手級應用，例如在數位家庭中或戶外透過WiFi手機看電視或電影。  

UMA技術可使持有雙模UMA手機的用戶在蜂巢式系統和非授權無線網路之間漫遊，目前歐洲許多電信業者紛紛宣布支援UMA手機，並將與無線網路服務提供者合作推出相關服務。意法半導體目前已針對手機推出802.11a/b/g解決方案，其最大的手機客戶為諾基亞，諾基亞推出的大部分WiFi手機皆是採用意法半導體的WLAN晶片解決方案，市場上各研究機構對於WiFi手機市場成長趨勢的看法大同小異，其中以InStat在2006年2月所做的評估最為樂觀，該研究機構指出，2008年時，WiFi手機出貨量將達1.5億支，約占整體手機市場15%，至於其他研究機構的預測多在10%以下。張紹能仍認為，由於WLAN技術發展趨於成熟，無論在價格或尺寸方面皆持續減少，大量應用於手機指日可待。  

個人電腦領軍11n市場  

目前市場上已有許多11a/b/g產品，但施雅茹表示，11a/b/g只是過渡標準，主流標準將從11b/g轉向11n，此外，隨著美國將全面改成數位電視(DTV)，市場對於11n的需求也將逐漸明顯增強。  

卓志杰則表示，預計2007年時，英特爾會將Draft n晶片搭配迅馳(Centrino)一起出貨，可望帶動市場需求，此外，WLAN市場已趨於穩固，消費者的接受度及認知也大為提升，未來802.11n可在802.11a/b/g的基礎上持續發展，所以不可能被其他更快速的無線傳輸技術所取代或受到衝擊。  

但在手機應用部分，因其對於頻寬的需求不如個人電腦、筆記型電腦，或其他消費性電子產品急迫，因此將較晚啟動。張紹能表示，11n是由個人電腦、筆記型電腦應用市場領軍，之後手機應用才會跟進，加上標準相同，唯一改變的是手機環境所要求的耗電量及體積，因此在個人電腦、筆記型電腦應用市場搶得先機的 Draft n晶片業者，之後亦能主導其他應用市場，其他晶片業者無法藉由手機應用主導802.11n晶片市場。  

張紹能進一步表示，晶片廠商紛紛推出Draft n晶片解決方案，目的便在於取得領導地位，就經驗法則來看，不同標準的領導廠商都不同，搶得先機極有可能搶得領導地位，因為當其解決方案被市場接受的程度最高、效能表現最佳，即有可能因此引領標準的制訂方向，802.11n亦是如此，因此才有Draft n產品的出現。  

11n標準定案指日可待  

而11n標準制訂時程延遲，原預計在2006年9月舉行的標準制訂會議，可能延到2007年第一季，造成2006年第三季Draft n產品市場裹足不前，張紹能則表示，目前已有應用市場正在驅動802.11n標準制訂，所以，標準制訂時程應該不至於延誤太久，預計2007年底～2008年初，即可拍板定案。  

(詳細圖表請見新通訊元件雜誌68期10月號)